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En esta interpretación artística un cuásar brilla más que su galaxia anfitriona. |
Los cuásares son los fuegos artificiales cósmicos más luminosos, que brillan a través de billones de años luz en el espacio. Sin embargo, un estudio reciente realizado en Gemini muestra que estos parecen proyectar su brillo desde monótonasgalaxias en el universo reciente y no desde galaxias gigantes como los astrónomos esperaban.
De acuerdo a un grupo internacional de astrónomos que estudiaron un grupo de estos objetos luminosos ubicados cerca del límite del universo observable, sus acercamientos pedestres llegaron como un shock. “Es como encontrar un automóvil de carreras Fórmula Uno en un garaje suburbano”, afirmó el Dr. Scott Croom del Observatorio Anglo-Australiano quien lideró la investigación. “Estas observaciones deberían realmente haber sido como usar una lupa para encontrar un elefante. En lugar de eso, las galaxias huésped resultaron ser más bien como pequeños ratones, a pesar de su brillante rugido!” dijo el miembro del equipo, Dr. Tom Shanks, de la Universidad de Durham (UK).
Los cuásares fueron captados mediante el uso de la tecnología de Óptica Adaptativa desde el Telescopio de Gemini Norte Frederick C. Gillet en Mauna Kea, Hawai’i. El Dr. David Schade del Consejo Nacional de Investigación de Canadá presentó estas observaciones en la primera Conferencia de la Ciencia de Gemini en Vancouver, Canadá el 25 de mayo.
Los astrónomos piensan que los cuásares están localizados en el núcleo central de las galaxias donde la materia que cae en un agujero negro supermasivo es transformada en un enceguecedor torrente de radiación. Estas “centrales eléctricas” florecieron cuando el universo tenia entre un décimo y un tercio de su edad actual.
“Este descubrimiento es particularmente emocionante porque significa que necesitaremos replantear los modelos de la forma en que funcionan los cuásares. Esta no es la primera vez que los cuásares nos han hecho esto, al parecer ellos disfrutan vernos adivinar!”, dijo el Dr. Schade.
Muchos astrónomos esperaban que una galaxia huésped de cuásar fuera enorme y masiva, y que pudiera mostrar señales de haberse compenetrado con otra galaxia –violencia que podría haber encendido la mecha del quásar para que éste brillara-. El descubrimiento del equipo indudablemente enciende el debate respecto a cómo las galaxias y los agujeros negros se forman y desarrollan.
El objetivo del equipo era obtener algunos de las primeras vistas infrarrojas de las galaxias huésped en detalle –nueve en total- cada una a 10 billones de años luz de distancia. “Podríamos haber esperado que sus tamaños y formas pudieran entregar pistas sobre lo que gatilló la actividad del cuásar”, señaló el Dr. Croom. En lugar de eso, el equipo descubrió que todas las galaxias excepto una eran muy débiles o pequeñas para ser detectadas, aún cuando la sensibilidad y resolución de Gemini eran extremadamente altas. La detección que los convenció fue destacadamente indestacable; similar en brillo y tamaño a la galaxia Vía Láctea.
Los astrónomos han utilizado otros telescopios de base en Tierra y en el espacio para buscar galaxias huésped de cuásares muy lejanos, pero los resultados han sido inconclusos. “Para este estudio, el telescopio Gemini fue capaz de producir una nitidez de imagen que usualmente sólo es posible utilizando el Telescopio Espacial Hubble”, explicó el Dr. Shanks. “Pero el espejo más grande de Gemini puede recolectar 10 veces más luz para estudiar objetos opacos”. La detallada imagen fue capturada con una tecnología llamada Óptica Adaptativa para remover las distorsiones de la luz de las estrellas causadas por la turbulencia atmosférica. Esta combinación entrega a los astrónomos una poderosa capacidad para producir algunas de las imágenes infrarrojas más nítidas jamás obtenidas de objetos muy opacos en el universo reciente.
El sistema de Óptica Adaptativa usado en Gemini fue denominado Hokupa’a- 36 , el cual junto a un capturador de imágenes infrarrojas cercanas llamado QUIRC fueron desarrollados en el Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawai’i.
Una de las dificultades inherentes a este estudio fue encontrar cuásares cercanos a estrellas guías relativamente brillantes, necesarias para utilizar tecnología de Óptica Adaptativa. Para encontrar el tamaño de prueba necesario, el equipo seleccionó desde una base de datos de más de 20.000 cuásares recolectados con el Telescopio Anglo-Australiano entre 1997 y 2002. Este trabajo representa el estudio de cuásares más extenso que se haya intentado realizar y, “es el único en el cual podríamos esperar encontrar un ejemplo apropiado de cuásar que cumpla nuestros requerimientos”, dijo el Dr. Croom.
Este trabajo fue publicado en The Astrophysical Journal 606 (2004) 126-138 y también esta disponible en Astro-ph: http://xxx.lanl.gov/abs/astro-ph/0401442.
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| Hokupa'a near-infrared K' band imaging of adaptive optics (AO) guide star (left panel), and of quasar and host galaxy (central panel) at redshift z = 1.93. Este es el único cuåsar de nueve que fueron captados con Gemini que mostraron una galaxia anfitriona opaca detectada. El panel a la derecha muestra el liviano perfil radial. El punto cae sobre la suave línea que corresponde al perfil estelar de la estrella guía de la Optica Adaptativa. Este exceso de flujo traiciona la galaxia opaca anfitriona. |
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| Distribución de todos los cuásares encontrados en el estudio 2dF QSO Redshift del Telescopio Anglo-Australiano.. Estamos ubicados al centro del plot, con cuásares en distancias que se van distanciando cada vez más de su centro. Incluso entre todos estos cuásares , solo unos pocos tuvieron estrellas brillantes cercanas para que pudiera ser utilizada la óptica adaptativa. Los cuásares captadas por Gemini están encerrados en un circulo en azul y están típicamente ubicados cerca de 12 billones de años luz de distancia. |
Los cuásares son una clase de objetos localizados a grandes distancias de nosotros y que representan el universo a una edad relativamente temprana. Son intrínsecamente muy brillantes (considerando su distancia con respecto a nosotros) y esta luminosidad extrema ha constituido un desafío de explicar. Los astrónomos piensan que los cuásares brillan debido a la intensa actividad en el centro de galaxias jóvenes donde agujeros negros supermasivos nutren estos farosintensamente luminosos. Hoy, vemos lo que podrían ser los agujeros negros remanentes de este juvenil exceso en el núcleo de las galaxias estables normales como nuestra Vía Láctea.
El trabajo en Gemini muestra que las galaxias responsables por la luminosidad de un cuásar no fueron excepcionales ni estaban viviendo eventos extraordinarios (como colisiones) para producir la excesiva radiación. Para explicar esto, los astrónomos especulan que en una historia lejana de nuestro universo, los agujeros negros crecieron al tragar grandes cantidades de gas frío y denso del cual se forman las estrellas. Este gas era mucho mas común entonces de lo que es ahora, habiéndose transformado la gran mayoría en las estrellas que vemos hoy.
El Observatorio Internacional Gemini es una colaboración multinacional que ha construido dos telescopios de 8 metros idénticos en Mauna Kea, Hawai`i (Gemini Norte) y Cerro Pachón en Chile (Gemini Sur) que están abiertos para la comunidad mundial de astrónomos. Ambos telescopios incorporan nuevas tecnologías que permiten que espejos grandes y relativamente delgados recojan y enfoquen tanto la radiación óptica como la infrarroja proveniente del espacio.
El Observatorio Gemini es dirigido por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA) bajo un acuerdo de cooperación con la Fundación Nacional de la Ciencia de Estados Unidos (NSF). La NSF también participa como agencia ejecutiva para la asociación internacional.
Las otras agencias de investigación de la asociación de Gemini incluyen: el Consejo de Investigación en Astronomía y Física del Reino Unido (PPARC), el Consejo de Investigación Nacional de Canada (NRC), la Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica de Chile (CONICYT), el Consejo de Investigación de Australia (ARC), el Consejo Nacional Argentino de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y el Conselho Nacional de Brasil de Pesquisas Científicas e Tecnológicas (CNPq).
Peter Michaud (US Gemini) Gemini Observatory, Hilo, HI 808/974-2510 (Desk) 808/937-0845 (Cell) E-mail: pmichaud@gemini.edu |
Helen Sim (Australia) |
Julia Maddock (UK) |
| Contactos científicos: |
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Dr. Scott Croom (Australia) |
Professor Brian Boyle (Australia) |
Dr. David Schade (Canada) |
| Professor Tom Shanks (UK) University of Durham, Durham, UK Tel: +44-0191-334-3721 Tom.Shanks@durham.ac.uk |
Dr. Lance Miller (UK) University of Oxford, Oxford, UK Tel: +44-1865-273342 L.Miller@physics.ox.ac.uk |
Dr. Robert J. Smith (UK) Liverpool John Moores University, Liverpool, UK Tel: +44-151-2312903 rjs@astro.livjm.ac.uk |